火焰原子吸收光譜法測定鈦精礦中氧化鈣和氧化鎂的含量

海　冰　徐修平　彭立夫

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

?

火焰原子吸收光譜法測定鈦精礦中氧化鈣和氧化鎂的含量

海冰1,2,3徐修平1,2,3彭立夫1,2,3

(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

摘要以分析純鹽酸、氫氟酸、高氯酸為酸熔劑熱分解鈦精礦試樣，用6 mol/L鹽酸浸取，以氯化鍶作釋放劑，控制溶液酸度為(3+97)，實現(xiàn)鈦的水解和干擾元素的分離。定容后，采用火焰原子吸收光譜法測定氧化鈣和氧化鎂的含量。通過條件試驗確定了測定溶液中浸取鹽酸濃度為0.036 mol/L、鍶含量5 mg/mL，加標(biāo)回收結(jié)果良好，精密度滿足要求。火焰原子吸收光譜法可以作為鈦精礦中氧化鈣和氧化鎂含量的測定方法，已被納入冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞鈦精礦火焰原子吸收光譜法氧化鈣氧化鎂

火焰原子吸收光譜法是基于蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共輻射的吸收強(qiáng)度來測定試樣中被測元素含量的一種新型的儀器分析方法，具有靈敏度高、分析速度快、干擾小的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)、食品、生物醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域中某些元素含量的測定。采用火焰原子吸收光譜法測定試樣中氧化鈣和氧化鎂含量時，鋁、鈹、鈦、鋯、硅、硫、磷等元素均會對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾。國內(nèi)外應(yīng)用該方法測定氧化鈣和氧化鎂含量的標(biāo)樣定值和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗表明，加入鍶鹽或鑭鹽可有效抑制這些元素對測量結(jié)果的干擾[1]。

采用火焰原子吸收光譜法測定鈦精礦中氧化鈣和氧化鎂含量時，一般采取堿熔或酸熔對試樣進(jìn)行分解[2]。試樣經(jīng)堿熔后調(diào)節(jié)pH為4～5，分離鈦、鐵、錳、鋁等元素后進(jìn)行容量法測定。為避免堿熔引入大量溶劑和對結(jié)果的干擾，試驗采用酸熔分解試樣?？紤]到鈦基體是主要的干擾物質(zhì)，采用氯化鍶抑制其對測量結(jié)果的干擾，進(jìn)行鈦精礦氧化鈣和氧化鎂含量的測定。

1試驗儀器與試劑

1.1試驗儀器

主要試驗儀器日立Z-8100型塞曼原子吸收分光光度計(日本日立公司生產(chǎn))，配套空氣-乙炔氣路系統(tǒng)和Ca-Mg空心陰極燈。

1.2主要試劑

氫氟酸、鹽酸、高氯酸、氯化鍶等為分析純或優(yōu)級純；酸浸取用的鹽酸濃度為6.00 mol/L，由分析純鹽酸配制；氯化鍶溶液(鍶含量50.00 mg/mL)；氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.00 mg/mL，50.00 μg/mL)；氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.50 mg/mL，50.00 mg/mL，5.00 μg/mL)；去離子水。

1.3儀器測定條件

鈣波長422.7 nm，單色器通帶寬度0.4 nm，燃燒器高度7.5 mm，燈電流7.5 mA，空氣流量15.0 L/min，乙炔流量2.0 L/min；鎂波長285.2 nm，單色器通帶寬度1.3 nm，燃燒器高度7.5 mm，燈電流7.5 mA，空氣流量15.0 L/min，乙炔流量 2.2 L/min。

2試驗方法

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線。移取0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液(50.0 μg/mL)分別置于一組100 mL容量瓶中，分別加6.0，5.9，5.8，5.7，5.6，5.5，5.4 mL酸度(1+1)的鹽酸和10.0 mL氯化鍶溶液(50 mg/ml)，以水稀釋至最大刻度，混勻。采用火焰原子吸收光譜法測定吸光度與氧化鈣含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)曲線。移取0.00，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液(10.0 mg/mL)分別置于一組100 mL容量瓶中，分別加6.0，5.9，5.8，5.7，5.6，5.5，5.4 mL酸度(1+1)的鹽酸和10.0 mL氯化鍶溶液(50 mg/mL)，以水稀釋至最大刻度，混勻。采用火焰原子吸收光譜法測定吸光度與氧化鈣含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.2試驗方法

稱取0.100 0 g鈦精礦試樣，置于聚四氟乙烯坩堝中，以少量去離子水濕潤，分3次加入15.00 mL分析純鹽酸，確保坩堝中溶液出現(xiàn)混濁。在電熱板上先低溫后高溫加熱，適當(dāng)搖動，避免結(jié)底，待大部分試樣溶解后，加5 mL氫氟酸繼續(xù)加熱至幾乎無黑色礦樣，再加入3 mL高氯酸繼續(xù)加熱至冒濃厚白煙數(shù)分鐘。將坩堝取下，稍冷，以去離子水沖洗堝壁后，繼續(xù)加熱冒白煙至近干。取下，稍冷，加一定量的鹽酸(6 mol/L)溫?zé)崛芙?、冷卻，移入100 mL容量瓶中，再加入一定量的氯化鍶溶液，控制溶液酸度(3+97)，定容后測定氧化鈣和氧化鎂含量。如含量偏高，可取一定量分液進(jìn)行稀釋，補(bǔ)加一定量的分析純鹽酸和氯化鍶溶液，再重新定容、測定。全量測定、分量測定均需設(shè)置空白對照。

3試驗結(jié)果與討論

3.1浸取鹽酸用量試驗

0.100 0 g標(biāo)樣BY0106-1酸熔后，加入不同用量的鹽酸浸取，定容于100.00 mL容量瓶中。控制溶液酸度(3+97)，溶液含鍶5 mg/L，測定氧化鈣和氧化鎂含量，同時作空白對照。每一鹽酸用量進(jìn)行3次測定取平均值，不同浸取鹽酸用量時的測定結(jié)果見表1。

表1　鹽酸用量對測定結(jié)果的影響

從表1可知，鹽酸用量2.00,6.00，10.00 mL時，測量結(jié)果均較好。為減少鹽酸用量并保證溶液酸度，選取鹽酸用量6.00 mL為宜，此時測試溶液鹽酸濃度為0.036 mol/L。

3.2氯化鍶溶液用量試驗

另取標(biāo)樣BH0104 0.100 0 g，按照試驗方法酸溶后，添加浸取鹽酸6 mL，定容為100 mL。因標(biāo)樣氧化鈣和氧化鎂含量過高，分別分取10.00 mL溶液于5個100.00 mL容量瓶中，加入不同用量的氯化鍶溶液，補(bǔ)加分析純鹽酸至溶液酸度為(3+97)，定容后測定氧化鈣和氧化鎂含量，同時作空白對照。測量結(jié)果見表2。

表2　鍶鹽用量對測定結(jié)果的影響

從表2看出，對比標(biāo)樣氧化鈣和氧化鎂含量原值，加入10.000 mL氯化鍶溶液測定結(jié)果最好。因此，選擇氯化鍶溶液加入量為10.000 mL，即測定溶液中鍶含量為5 mg/mL。

3.3加標(biāo)回收試驗

稱取0.100 0 g標(biāo)樣BH0104經(jīng)酸熔后，加入6 mL鹽酸浸取，在100.00 mL容量瓶中定容，分別移取10.00 mL置于4個50 mL容量瓶中，各加入不同用量的氧化鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入氯化鍶溶液至鍶含量為5 mg/mL，補(bǔ)加分析純鹽酸至(3+97)酸度。在制得的溶液中測定氧化鈣加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。因標(biāo)樣氧化鎂含量很高，標(biāo)樣定容后稀釋50倍做加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表4。

表3　氧化鈣加標(biāo)回收試驗結(jié)果

表4　氧化鎂加標(biāo)回收試驗結(jié)果

從表3、表4可知，氧化鈣和氧化鎂加標(biāo)回收率指標(biāo)均較好，加標(biāo)回收滿足要求。

3.4精密度試驗

稱取BY0106-1標(biāo)樣9份，分別測定氧化鈣和氧化鎂含量，進(jìn)行精密度試驗，結(jié)果見表5。

%

表5表明，該測定方法精密度較好。

4樣品的測定

稱取0.100 0 g鈦精礦試樣，按試驗方法進(jìn)行處理，其中6 mol/L鹽酸加入量為6.0 mL，氯化鍶溶液加入量為10.0 mL。氧化鈣和氧化鎂含量偏高取分液進(jìn)行稀釋測定時，測定溶液需補(bǔ)加分析純鹽酸至酸度為(3+97)，補(bǔ)加氯化鍶溶液至溶液含鍶5 mg/mL。測定結(jié)果見表6。

%

5結(jié)論

鈦精礦能被鹽酸、氫氟酸、高氯酸加熱分解完全，用6 mol/L鹽酸浸取，以氯化鍶作釋放劑，在(3+97)的酸度介質(zhì)中可使大部分鈦水解，達(dá)到其與氧化鎂、氧化鈣分離的目的，且不需過濾，能直接測定氧化鈣和氧化鎂的含量。采用火焰原子吸收光譜法分別對鈦精礦標(biāo)樣和試樣測定其中氧化鈣和氧化鎂含量，準(zhǔn)確度和精密度均較好，說明該方法可以作為鈦精礦中氧化鈣和氧化鎂含量的測定方法。

參考文獻(xiàn)

[1]董蘭芳，塘澤信.GB 6730.14—1986鐵礦石化學(xué)分析方法 原子吸收分光光度法測定鈣和鎂量[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1986.

[2]尹明，李家熙.巖石礦物分析[M].4版.北京：地質(zhì)出版社，2011.

(收稿日期2016-02-17)

海冰(1968—)，女，工程師，243000 安徽省馬鞍山市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)西塘路666號。